板簧模型建模实例

catia钢板弹簧建模流程
以下是卡迪亚(CATIA)钢板弹簧建模的流程:
catia钢板弹簧建模流程
1. 启动CATIA软件,创建新的Part文件。

2. 设置绘制约束和单位。

通常情况下,钢板弹簧采用毫米(mm)作为基本单位。

3. 根据设计要求,绘制弹簧的剖面草图。

通常包括矩形、圆形等基本几何图形的组合。

4. 利用拉伸功能,将二维草图拉伸生成三维实体特征。

5. 利用阵列功能,沿螺旋轨迹复制实体特征,从而生成弹簧的螺旋形状。

6. 根据需求调整螺旋半径、螺距、圈数等参数。

7. 如需生成非圆形螺旋弹簧,可以在草图中设计出所需的截面曲线,然后执行相同的拉伸和阵列操作。

8. 检查模型几何尺寸,确认符合设计要求。

9. 对于需要添加安装装置的情况,可以绘制新的草图并通过拉伸、阵列等操作生成相应零件。

10. 最后可将弹簧及其他部件组装生成产品装配体。

11. 生成模型后可进行仿真分析、渲染等后续工作。

按照上述流程逐步操作,即可在CATIA中建模出所需的钢板弹簧。

需要注意的是,对于较复杂的结构,可能需要运用局部操作、参数化等高级建模技术。

10.16638/ki.1671-7988.2021.04.029基于Adams/car板簧工具箱的钢板弹簧建模及仿真刘君程1，姜家如2，宋绍文2，罗传东2，王涛2（1.安徽江淮汽车股份有限公司国际公司，安徽合肥230601；2.安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：文章主要基于某车后悬架结构模型，提取建立悬架模型所需参数，利用美国MDI公司开发的Adams/car软件所嵌入的leafspring子模块进行钢板弹簧悬架模型建立，并且详细描述了板簧模型建立过程，进而完成板簧垂向刚度变化对比，形成与该车相对应的板簧悬架动力学模型。

在文章最后，对后悬架板簧模型与该车后悬架同向轮跳试验测得各参数变化趋势进行对比，吻合度达到95%以上。

关键词：钢板弹簧；垂向刚度；同向轮跳中图分类号：U461.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)04-95-03The foundation and simulation of leafspring by Adams/carLiu Juncheng1, Jiang Jiaru2, Song Shaowen2, Luo Chuandong2, Wang Tao2（1.Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd. International Company, Anhui Hefei 230601;2.Technology Center of Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd, Anhui Hefei 230601）Abstract:This text mainly according to the back of the some car hang a structure pattern, withdraw to create to hang the parameter that a pattern needs, make use of the leafspring son mold mass progress steel plate spring imbeding in the Adams/car software that the United States' MDI company develops to hang a pattern establishment; And vs board Huang pattern create the process carry on detailed present, complete board Huang just the degree changed contrast and forminged the car's contra thus should of the board Huang hangs a kinetics pattern. In this text end, vs behind hang a board Huang pattern and the car behind hang a stand to together jump toward the wheel test to measure each parameter change the trend carry on contrast and fit together a degree to hit above 95%.Keywords: Leaf spring; Vertical stiffness; Same direction wheel jumpCLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)04-95-03引言随着市场对车辆产品设计制造快速多变，同时又要保证性能要求，基于多体动力学的虚拟样机仿真技术在汽车行业得到广泛的应用。

应用ABAQUS软件进行钢板弹簧精益设计万海桥【摘要】汽车钢板弹簧是重要的高负荷安全部件.实际工作中,钢板弹簧同时存在大变形、预应力和各叶片间的接触等多种非线性响应.传统的设计计算方法,是基于材料力学线性梁理论,设计计算中进行了过多的简化,不能确切地反映其力学本质.在实践上,汽车钢板弹簧也确实常常发生一些传统的设计计算方法不能解释的问题.因此汽车界迫切需求对钢板弹簧精益设计.文章提出应用ABAQUS技术对汽车钢板弹簧进行精益设计方法,在分析过程中精确模拟板簧的夹紧,承载过程及大变形工作时各片的应力响应,各片间的接触压力等,从而可以实现钢板弹簧的精益设计.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)018【总页数】3页(P209-211)【关键词】汽车;钢板弹簧;ABAQUS;接触【作者】万海桥【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司轻型商用车研究院,安徽合肥230022【正文语种】中文【中图分类】U462有限单元法(Finite Element method,FEM)实质上是把具有无限自由度的连续系统，近似等效为只有有限自由度的离散系统，使问题转化为适合于数值求解的数学问题，由于有限元法计算精度高，适应性强，计算格式规范统一，有限元计算结果已经成为各类工业产品设计和性能评估的可靠依据。

钢板弹簧几何形状简单，传统的计算方法应用材料力学线性理论，简单的看来是合理的。

但是，实际上远不如此，下面介绍运用ABAQUS技术进行钢板弹簧的有限元分析。

在有限元分析中，模型的建立是非常重要的，对于非常复杂的零件特征，在不影响计算结果或影响很小的前提下，我们可以将结构进行简化，一方面可以精确边界条件的约束，另一方面可以大大提高计算速度。

在ABAQUS中，建模模块并不是十分强大，我们将在UG中建立CAD模型，并在卷耳处划分1/4内圆柱面，为我们后面的第二步加载作下铺垫。

下图为UG中CAD模型示图中，建立了1/2板簧模型，将板簧上盖板简化为零件1，将车桥板簧托简化为零件2，模型中没有考虑弹簧卡，川钉等连接件，因此叶片在自由状态下是离散的。

钢板弹簧CAE 建模规范1. 钢板弹簧Leaf 工具包建模1）从钢板弹簧的二维图上可以获得钢板弹簧的夹紧刚度k 、自由弧高h 以及弧长L 。

（弧长为板簧总长度，自由弧高为2维图上标注的自由弧高h （载荷为0的状态），都采用装车状态数值）图1 板簧各参数示意图根据图1可以列出两个关于R 和θ的方程： （θ为弧度）θ=2R L ；θcos R h -R =；Lh *2cos 1θθ=-⇒ 通过解这两个方程即可求得R 和θ。

解法：在ADAMS/VIEW 中做一个小球，在小球上做两个力（h 为自由弧高；time 为θ弧度） )time (cos 1F1-=Lh *)time (2F2-= 通过计算找到第一次F1=F2时，对应的time 值，此值为θ弧度，再解出h 与R 。

用得到的钢板弹簧的参数θ与R 在ADAMS/VIEW 中画出钢板弹簧的弧形，注意负角度在前，正角度在后，弧形要对称画。

在钢板弹簧弧形的基础上选择生成样条，点选create by picking curve 选项，填上21以上的奇数点，生成一条样条（spline ），接着将该样条的节点坐标输出成一个dat 文件。

2）在ADAMS/Chassis 的leaf 工具中，将上一步得到的节点坐标拷贝过来，然后参考弧长值将对应的板簧厚度添好，接着将其他参数按下面步骤设置恰当。

（坐标为，x 向指向车后，y 指向车右侧，并左右对称，z 竖直向上）Aux Leaf flag：副簧开关。

1-副簧；0-主簧Z-offset：间隙。

一般选0Leaf length：板簧从x=0处分别向前、向后的分配长度650 (弧长)Of element(<=45)：离散梁的个数，一般10个左右 8Seat thickness 95 and width 76 ：x=0处板簧竖直厚度总和与水平宽度Emod,Gmod,density：杨氏模量，剪切模量，密度ASY,ASZ：修整量。

基于Adams/Car的钢板弹簧建模及仿真应用研究马天飞，佐安康吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室，长春 130022【摘要】：简单介绍了利用铁木辛柯梁模拟钢板弹簧的基本理论，使用MSC Adams/Car软件建立了不考虑片间摩擦作用的钢板弹簧参数化模型。

进行平行轮跳试验仿真。

将所建立的钢板弹簧悬架系统应用于某商用车整车模型，进行平顺性仿真分析并利用道路试验验证了钢板弹簧模型的正确性。

通过修改关键参数迅速重新构建钢板弹簧模型以改善整车平顺性，为改进钢板弹簧设计方案提供了依据。

【关键词】汽车，钢板弹簧，参数化建模，仿真，MSC Adams/CarThe Model And Application Research 0f Leaf-spring With MSC Adams/CarMa Tianfei, Zuo AnkangState Key Laboratory of Automobile Dynamic Simulation, Changchun 130022 Abstract: The common theory of building leaf-spring model with beam method is introduced simply. The leaf-spring model with various stiffness values is built by using MSC Adams/Car without considering the friction between the leaves. The simulation of parallel wheel travel is carried out. The full vehiclemulti-body dynamics model is created in Adams/Car. The simulation of ride performance is carried out, and its results are conformable to that of vehicle test on proving ground. Therefore, it proves that virtual prototype model is correct and believable. The stiffness value used in the simulation of ride performance can be got through adjusting the key parameters of the beam, the analysis can provide evidence in designing leaf-spring.Key words: vehicle，leaf-spring model，parametric_modeling，simulation，MSC Adams/Car1 引言随着计算机技术的发展，多体动力学方法在汽车仿真领域应用的越来越广泛。

{人力资源招聘面试}三轮汽车钢板弹簧的建模及仿真1概述三轮汽车分为带传动与轴传动两类，由于轴传动三轮汽车的钢板弹簧与汽车的一致，并且关于汽车钢板弹簧的多刚体、多柔体建模在一些文献中多有论述，所以本文不再赘述。

本文只对带传动三轮汽车的钢板弹簧进行分析，后文提及的三轮汽车专指带传动三轮汽车。

三轮汽车后悬架大都采用纵置对称多片钢板弹簧式后悬架，它通过转套与车架相连，所以三轮汽车钢板弹簧不传递纵向力，不能起到导向作用，它只起到缓冲与减振的作用。

在整车仿真分析中，钢板弹簧模型的建立一直是个难点，在一些精度要求不高的分析中，多用三连杆机构进行模拟，但由于其精度不是太高，并且对具有副簧的钢板弹簧很难模拟，所以为了提高三轮汽车的整车仿真精度，本文尝试采用UG、Hyperworks与Adams结合，建立多片钢板弹簧的柔体模型，在Adams 中进行仿真，并将结果与测试结果相对比，验证模型的正确性。

2建模2.1在UG中建立钢板弹簧的三维模型为了得到精确的结果，本文利用专业的三维CAD软件UGNX4.0建立了某钢板弹簧的三维模型，建模过程从略。

建立后的钢板弹簧三维模型如图1所示：图1钢板弹簧三维模型图2.2将三维模型导入到Hypermesh在UG中，将该钢板弹簧三维模型导出为Parasolid（*.x_t）格式,在Hypermesh中,利用接口程序将该钢板弹簧模型导入到Hypermesh中,导入后的模型如图2所示:图2钢板弹簧在Hypermesh中的模型2.3在Hypermesh中建立钢板弹簧的有限元模型Hypermesh是一个高性能的有限元前、后处理器，让用户在交互及可视化的环境下验证各种设计条件，并且可以方便的划分出高质量的网格。

为了提高计算精度，本文对该钢板弹簧的每一片单独划分网格，片与片之间用CGAPG间隙单元进行连接，来模拟弹簧片间的接触。

由于板簧中间具有圆孔，并且不能忽略，如果直接用volume命令生成三维网格，网格质量不是太好，降低了计算精度。

MD ADAMS2011的应用-Leafspring板簧建模一、钢板弹簧悬架建模的常用方法钢板弹簧仿真建模的处理方法一般有3种:a)作为柔性体:用有限元的方法计算钢板弹簧的模态,然后将计算的模态结果通过数据转换,变成ADAMS可以读取的MNF文件。

b)在ADAM S中用离散的梁单元进行模拟:将钢板弹簧的各片分成若干段,各段之间用无质量的梁连接起来。

对于钢板弹簧之间的接触用ADAM S中提供的接触力来定义。

c)简化方法: 三连杆理论建钢板弹簧，用衬套bushing将三段梁连接起来,然后在中间梁与轴连接处添加固定副,在前后梁与车架连接处添加衬套连接,以此模拟钢板弹簧最典型的工作状况。

之前利用Chassis模块中的板簧建模功能，首先，需要编辑ltf文件，对板簧各参数修改好，运行生成adm文件；然后，利用VIEW模块，import之前生成的adm文件，删除其中所有的request、bushing、sforce、sensor等，输出为cmd文件；然后修改cmd文件中的语法格式，然后打开Car模块，建立leafspring模板，import修改后的cmd文件，然后添加bushing、通讯器等。

整个建模过程流程比较长，费时费力，效率相对比较低。

工程师浪费太多的时间在板簧建模的前处理工作中。

二、Leafspring板簧工具箱强大的建模功能MSC公司开发的MD ADAMS板簧工具箱采用离散梁单元法为工程师提供了高质量的板簧建模环境。

在设计过程中，客户利用板簧工具箱，能够建立由离散梁单元构成的高质量板簧虚拟模型，方便、精准的研究设计方案是否合理。

工程师可以快速建立板簧的虚拟样机模型，把更多的时间和精力投入到研究设计方案是否合理。

板簧工具箱包括如下功能选项:1.OG(Original Geometry) Profile 初始几何轮廓建模2.创建板簧3.创建和修改连接件4.分析板簧模型5.创建加预载荷的板簧模型6.创建板簧装配体模型7.板簧分析结果后处理Ø转换为Adams/Car的模板OG Profile 允许用户直接从平展的板簧几何形状来定义板簧的初始几何轮廓。

一、钢板弹簧悬架建模的常用方法钢板弹簧仿真建模的处理方法一般有3种:a)作为柔性体:用有限元的方法计算钢板弹簧的模态,然后将计算的模态结果通过数据转换,变成ADAMS可以读取的MNF文件。

b)在ADAMS中用离散的梁单元进行模拟:将钢板弹簧的各片分成若干段,各段之间用无质量的梁连接起来。

对于钢板弹簧之间的接触用ADAMS中提供的接触力来定义。

c)简化方法: 三连杆理论建钢板弹簧，用衬套bushing将三段梁连接起来,然后在中间梁与轴连接处添加固定副,在前后梁与车架连接处添加衬套连接,以此模拟钢板弹簧最典型的工作状况。

之前利用Chassis模块中的板簧建模功能，首先，需要编辑ltf文件，对板簧各参数修改好，运行生成adm文件；然后，利用VIEW模块，import之前生成的adm文件，删除其中所有的request、bushing、sforce、sensor等，输出为cmd文件；然后修改cmd文件中的语法格式，然后打开Car模块，建立leafspring模板，import修改后的cmd文件，然后添加bushing、通讯器等。

整个建模过程流程比较长，费时费力，效率相对比较低。

工程师浪费太多的时间在板簧建模的前处理工作中。

二、Leafspring板簧工具箱强大的建模功能MSC公司开发的MD ADAMS板簧工具箱采用离散梁单元法为工程师提供了高质量的板簧建模环境。

在设计过程中，客户利用板簧工具箱，能够建立由离散梁单元构成的高质量板簧虚拟模型，方便、精准的研究设计方案是否合理。

工程师可以快速建立板簧的虚拟样机模型，把更多的时间和精力投入到研究设计方案是否合理。

板簧工具箱包括如下功能选项:1.OG(Original Geometry) Profile 初始几何轮廓建模2.创建板簧3.创建和修改连接件4.分析板簧模型5.创建加预载荷的板簧模型6.创建板簧装配体模型7.板簧分析结果后处理Ø转换为Adams/Car的模板OG Profile 允许用户直接从平展的板簧几何形状来定义板簧的初始几何轮廓。

基于三连杆模型的钢板弹簧动刚度建模方法钢板弹簧，这个名字听起来可能有点陌生，但它在很多交通工具里却是一个不可忽视的重要“主角”。

如果你坐过老式的卡车，或者那些能听见轰隆声的重型机械，可能就能感受到钢板弹簧的存在。

它的主要任务，就是支撑整个车体，保证车轮和车身之间的弹性配合，不让车身因颠簸而抖成一团。

而提到钢板弹簧的“动刚度”，其实就是描述它在不同的负载和工作状态下，能够抵抗变形的能力。

讲白了，就是它的“硬气”有多足。

可是你有没有想过，这么复杂的东西怎么能用一个简单的模型来描述呢？今天咱们就聊聊基于三连杆模型的钢板弹簧动刚度建模方法，看看这个方法到底有什么“独门秘笈”。

咱们先不急着深究那些学术术语，光听“钢板弹簧”和“动刚度”这两个词，很多人就已经开始打哈欠了。

简单来说，钢板弹簧的动刚度就是它在运动过程中受力时的“反应”能力。

你想象一下，如果你骑车经过一个大坑，车轮和地面发生碰撞，车体有没有足够的“韧性”来吸收这个冲击，避免你像个被甩飞的皮球一样飞出去？钢板弹簧就是为了让车子在这种情况下表现得更加平稳，减少颠簸。

它不一定是最硬的，但它得在一定程度上“软硬适中”，做到既能抵抗外力，又能灵活调整，避免车体和路面产生过大的冲击。

再说说三连杆模型，这听起来像是高深的机械术语，其实它就是一种简单的力学模型，能够帮助我们预测钢板弹簧的行为。

你想象一下，一个三角形的结构，每个角上都有一个关节，三个杆子相互连接，形成一个稳定的系统。

这个结构看起来就像我们平时用的那些简易摇椅，它通过不同角度的组合和调节，能够有效分担各个方向的力。

在钢板弹簧的动刚度建模中，三连杆模型就像是给这个“弹簧”装上了一个“智能大脑”，能够根据车体的不同运动状态来调整弹簧的刚性，从而减少车身晃动和摇摆。

你可能会想，这玩意儿到底是怎么起作用的？三连杆模型通过考虑不同角度下的受力情况，模拟钢板弹簧在实际使用中的表现。

比如，当车辆加速、减速或者遇到坑洼路面时，三连杆模型能精准计算出弹簧的“反应速度”，从而让工程师更好地设计出合适的弹簧系统。

板簧模型建模实例建模准备在A/Car的安装目录下，打开example文件夹，再打开leafspring文件夹，将板簧实例数据库leafspring_demo.cdb复制到当前工作目录，然后启动A/Car进入建模器界面；对刚才复制的数据库建立搜索路径并将数据库升级至当前版本；最后，载入AutoFlex插件完成建模准备。

打开模板执行菜单命令：File -> Open，在对话框中的Template Name文本框中单击右键，在板簧实例数据库中选中模板_hardpoints.tpl，将建模所需的硬点导入到会话中。

图硬点模板打开后屏幕显示的4个硬点启动ADAMS/Car Leafspring执行菜单命令：Build -> parts -> flexible body -> autoflex，打开柔性体创建界面，在柔性体类型（flex body type）一栏选择板簧（leafspring），进入板簧创建界面。

图柔性体创建界面之板簧新建板簧模板、定义板簧参数●在板簧名称（leafdpring name）文本框中输入将创建的板簧名称：example；●选择板簧的簧片数（number of leaves）为2；●在前后板簧衬套硬点（bushing HP）分别选择前定位硬点hpl_fb和后定位硬点hpl_rb；图定位硬点选择示意图●设置最短簧片一般部分的弹性体数目（Min Num FBs）为2；●定义设计载荷下板簧的垂向变形量（Preload height）为0；●定义弹性元间阻尼（damping）为0.1；●定义卷耳形状为上置式（Upturned）；图卷耳形状选择示意图●修改默认的衬套、衬垫属性文件，所需的属性文件从板簧数据库中选取；图修改衬套属性文件示意图其余使用默认值。

定义第一片簧片几何尺寸选择第一片（Leaf 1）设置页；图 第一片（Leaf 1）设置页示意图● 按Get from file 按钮，激活紧随其后的文本框，在文本框中导入板簧数据库中的第一片簧坐标文件：exapmple_leaf_1.alc ，定义侧面轮廓；● 定义第一片前段长度（Front length ）为670mm ；● 定义第一片后段长度（Fear length ）为816mm ；● 定义名义厚度（Section thickness ）为15mm ；● 定义名义宽度（Section width ）为50mm ；● 定义z 轴偏移（Z offset ）为0；● 在材料（Material ）文本框中重选材料为钢材（Steel ）其余选项采用默认值。

基于ADAMS 的钢板弹簧动力学建模方法及性能仿真*韩翔（徐州工程学院机电学院，徐州221008）Dynamics modeling and simulation of leaf spring based on ADAMSHAN Xiang（Department of Mechanical Engineering and Electronics ，Xuzhou Institute of Technology ，Xuzhou 221008，China ）文章编号：1001-3997（2009）10-0220-03【摘要】应用离散BEAM 梁法完成钢板弹簧在ADAMS/CHASSIS 中的动力学建模，并在ADAMS/VIEW 下实现性能仿真，为在VIEW 下灵活实现车辆仿真分析奠定了基础。

关键词：钢板弹簧；仿真；ADAMS/CHASSIS ；ADAMS/VIEW【Abstract 】By applying the principle of discrete beam the dynamics model of leaf spring was estab －lished under the enviroment of ADAMS/CHASSIS ，and simulation was accomplied based on ADAMS/VIEW .Thus laid foundation to carried out vehicle simulation.Key words ：Leaf spring ；Simulation ；ADAMS/CHASSIS ；ADAMS/VIEW中图分类号：TH12，U463文献标识码：A＊来稿日期：2008-12-01＊基金项目：徐州市工业科技计划项目（X20060089）钢板弹簧是工程车辆、三轮车等农用运输车辆悬架系统中的弹性元件，同时又是传递纵向、侧向力的传力元件。